Wytrzymałość / plastyczność blachy

Witam pytanie czysto teoretyczne . Płaskownik o wymiarach 1000 x50x10 podparty na końcach , wytrzymuje nacisk X na środku , czy dwa płaskowniki z cieńszej stali tj 100x50x5 ułożone jeden na drugim wytrzymają ten sam nacisk ? Gatunek stali ten sam.I pytanie drugie ta sama sytuacja płaskownik 100x50x10 także nacisk X , stal S235 . Jeśli go zastąpić płaskownikiem ze stali S355 lub S420 to czy może być cieńszy , a jeśli to +/- o ile żeby wytrzymał ten sam nacisk.

Co do pierwszego pytania to widziałem ostatnio w internecie schemat, który to fajnie pokazuje na belkach (ogólnie przykład często spotykany w amerykańskich książkach do wytrzymałości materiałów). Jak znajdę to dołączę. Ale w każdym razie jest tak, że jeśli te belki nie są połączone tylko leżą na sobie to zegną się po prostu niezależnie od siebie. Ale już w przypadku sklejenia belek ze sobą pojawią się znaczne naprężenia ścinające, które sprawią, że taka belka z 2 złączonych części będzie dużo mniej wytrzymała niż belka o tej samej grubości, ale z jednej warstwy.

Natomiast jeśli chodzi o drugie pytanie - stal S235 ma granicę plastyczności 235 MPa, zaś stale S355 i S420 mają Re odpowiednio 355 MPa i 420 MPa. Im wyższa granica plastyczności tym większe obciążenie wytrzyma stal. A więc taki płaskownik może być cieńszy.

odnośnie pytania nr 2 czy grubość materiału maleje proporcjonalnie do wzrostu granicy plastyczności gatunku stali ? Czy to jakoś inaczej się dobiera/wylicza ? Projektant / konstruktor ze mnie żaden i nigdy nim nie będę, natomiast pytam gdyż chcę zmniejszyć masę dlatego może tendencyjne pytania zadaje. Dzięki StudentIB za odpowiedź.

Ok, żeby odpowiedzieć konkretnie na to pytanie, najlepiej posłużyć się komputerowymi analizami MES. Tak na szybko wychodzi z nich, że płaskownik 100x50x10 na sztywno zamocowany z obu stron (nie swobodnie podparty jak belka) i obciążony siłą na całej górnej powierzchni wytrzyma prawie dokładnie 22,5 kN jeśli będzie ze stali S235. Teraz jeśli zdecydujemy, że robimy go ze stali S355 i sprawdzamy jakie zmniejszenie grubości spowoduje wzrost naprężeń do tych 355 MPa to okazuje się, że możemy sobie pozwolić na zredukowanie grubości maksymalnie o 2 mm (czyli 100x50x8). To teraz stal S420. W tym przypadku można dodatkowo zmniejszyć grubość o niecały 1 mm (dokładniej 100x50x7,1).

tego mi było trzeba , jesteś gość ! Dzięki

Nie ma sprawy, cieszę się, że mogłem pomóc i polecam się na przyszłość we wszelkich kwestiach związanych z wytrzymałością i jej analizowaniem

P.S. Analizy MES są obciążone pewnym błędem wynikającym chociażby z założeń samej metody matematycznej, ale i tak są bez porównania bardziej dokładne niż jakiekolwiek obliczenia analityczne itp. oszacowania.

… ale czy aby na pewno

Z ciekawości zapytam: czyli co kolega StudentIB liczyl ? Belke dlugosci 100mm ? Podparta z dwóch stron ? Przekroj poprzeczny 50mm x 10mm ? I obciążenie równo rozmieszczone 22 500 N ? Jeśli tak to na tym malym kawałku żelastwa chce kolega oprzec 2,5 Tony ? aaaa i jeszcze idąc dalej sugeruje kolega ze te 2,5 tony można oprzec na 7mm grubości ? Hmmmm. A ile się to koledze ugnie w tym Mesie ?

Inna sprawa ze Wyborowa pytal o punktowy nacisk w samym srodku a kolega mu rozkłada to na równomierny po całej powierzchni, jedno ma wsie do drugiego jak nie powiem co do czego.

po 1. Co oznacza dla kolegi Wyborowa określenie "wytrzyma" ?
Wytrzyma w sensie ulegnie rozerwaniu na dwie czesci ?
A może zegnie się i po zdjęciu obciążenia pozostanie w takiej zgiętej postacji ?
A może poprostu ugnie pod obciążenie się tak bardzo że do niczego nie będzie się nadawać ale po zdjęciu obciążenia wróći do swojej poprzedniej formy jak przed obciążeniem ?

W pierwszym przypadku mowimy o przekroczeniu Rm, w drugim o Re, w trzecim o tzw. Strzalce Ugiecia.

Jesli otarles sie o projektowanie to pewnie obilo Ci sie o uszy okreslenie Strzalki Ugiecia.
W przypadku plaskownika ktory ma cos tam trzymac prawdopodobnie bedziesz chcial zachowac jego ksztalt, jesli wygnie sie pod ciezarem wiecej niz dajmy na to 10mm na srodku 1 metrowego kawalka to nie bedzie spelnial swojej funkcji w tym przypadku mowimy o strzalce ugiecia. I przewaznie to wlasnie ten parametr jest sprawdzany. Owszem Re tez jest wazne i trzeba sprawdzic czy jestes w bezpiecznym zakresie ( okreslonym przez tzw wspolczynnik bezpieczenstwa ).

I teraz dla kolegi Studenta zagadka: czy to co sprawdzales w swoim magicznym Mesie to byla strzalka ugiecia czy granica sprezystosci Re ?

I na koniec, jaka panie kolego StudencieIB wyszla roznica w Strzalce Ugięcia dla elementu o tych samych wymiarach a o roznych materiałach ?

Ugięcia nie sprawdzałem w ogóle. Kolega Czystawyborowa pytał tylko o wytrzymałość, a więc kryterium było nieprzekraczanie przez naprężenia zredukowane granicy plastyczności. Przypadek na tyle prosty, że raczej MES nie daje tu złych wyników. A obciążeń punktowych się w MES nie stosuje (chyba, że na elementy prętowe), bo to powoduje zjawisko stress singularity.

To sprawdz ugiecia a pozniej napisz do jakich wnioskow doszedles.

Wiadomo, że normalnie sprawdza się też ugięcie jak się coś takiego liczy, ale tu autor pytał tylko o samą wytrzymałość i nie zwracałem uwagi na inne kryteria. Za mało danych żeby robić jakąś dogłębną analizę skoro nawet nie wiadomo do czego ten element ma służyć. Jeśli autor tematu będzie chciał poznać więcej wyników to chętnie pomogę mu dokończyć temat. Zresztą już z nim wcześniej rozmawiałem na pw.